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DE4020942A1 - Verfahren zur herstellung von sec. oder tert. alkoholen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von sec. oder tert. alkoholen

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Publication number
DE4020942A1
DE4020942A1 DE4020942A DE4020942A DE4020942A1 DE 4020942 A1 DE4020942 A1 DE 4020942A1 DE 4020942 A DE4020942 A DE 4020942A DE 4020942 A DE4020942 A DE 4020942A DE 4020942 A1 DE4020942 A1 DE 4020942A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carbon atoms
chain
straight
branched alkyl
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4020942A
Other languages
English (en)
Inventor
Dieter Prof Dr Hoppe
Petra Tebben
Folker Hintze
Thomas Raffel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to DE4020942A priority Critical patent/DE4020942A1/de
Priority to EP19910109857 priority patent/EP0464439A3/de
Priority to JP3180538A priority patent/JPH04230355A/ja
Publication of DE4020942A1 publication Critical patent/DE4020942A1/de
Priority to US07/837,713 priority patent/US5223633A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D263/00Heterocyclic compounds containing 1,3-oxazole or hydrogenated 1,3-oxazole rings
    • C07D263/52Heterocyclic compounds containing 1,3-oxazole or hydrogenated 1,3-oxazole rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07C29/36Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring increasing the number of carbon atoms by reactions with formation of hydroxy groups, which may occur via intermediates being derivatives of hydroxy, e.g. O-metal
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    • C07C29/40Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring increasing the number of carbon atoms by reactions with formation of hydroxy groups, which may occur via intermediates being derivatives of hydroxy, e.g. O-metal by reaction with aldehydes or ketones with compounds containing carbon-to-metal bonds
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  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von teilweise bekannten Verbindungen mit sec.- oder tert.-Alkoholgruppen über α-Oxycarbanionen, die wichtige Zwischenprodukte zur Synthese von pharmazeutischen Wirkstoffen, insbesondere zur Synthese von renininhibitorischen und HIV-proteaseinhibitorischen Peptiden sind.
Es ist bereits bekannt, daß α-Oxyalkylcarbanionen als umgepolte Synthone bei der elektrophilen Einführung von α-Hydroxy-alkyl-Resten und bei der Wittig-Reaktion eingesetzt werden können (vgl. J. E. Saavedra in T. A. Hase [Ed.] "Umpoled Synthons", S. 101, Wiley, 1987).
Außerdem ist bekannt, daß die α-Oxyalkylcarbanionen bisher nur durch Spaltung von α-Stannylethern unter Transmetallierung, durch reduktive Spaltung von Monothioacetalen mit Lithiumnaphthalenid oder durch Deprotonierung einiger sterisch gehinderter Benzoate direkt hergestellt werden können (vgl. J. Am. Chem. Soc., 1977, 99, 5213).
Diese Verfahren haben aber aufgrund des Einsatzes von großen Mengen an Basen zur Erhöhung der Deprotonierungsgeschwindigkeit, der schlechten Abspaltbarkeit der Schutzgruppen (Arylcarbonylrest) und der geringen Ausbeute große Nachteile.
Ebenso ist die Darstellung der entsprechenden konfigurationsstabilen, nicht-racemisch chiralen α-Oxyalkyllithiumverbindungen nur über eine stereospezifische Spaltung der enantiomerenreinen Stannane, der meist eine aufwendige Diastereomerentrennung vorgeschaltet ist, möglich.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit sec.- und tert.-Alkoholgruppen der allgemeinen Formel (I)
in welcher
R¹ für Wasserstoff oder für eine elektrofuge Abgangsgruppe steht oder
für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 10 Kohlenstoffatomen steht, die gegebenenfalls durch Alkoxy mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen, Phenyl oder durch die Gruppe -NR³R⁴ substituiert sind,
worin
R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und
Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen, Phenyl oder Benzyl bedeuten,
R² für Wasserstoff steht oder
R¹ und R² gemeinsam einen 3- bis 7gliedrigen Cycloalkylring bilden
und
E für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 8 Kohlenstoffatomen steht, die gegebenenflals bis zu 3fach durch Hydroxy, Phenyl oder Cycloalkyl mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen substituiert sind oder durch eine Gruppe der Formel -NR³R⁴, -HN-CO-OR⁵, -SiR⁶R⁷R⁸ oder SnR6′R7′R8′ substituiert sind,
worin
R³ und R⁴ die oben angegebene Bedeutung haben
und
R⁵ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, das gegebenenfalls durch Phenyl substituiert ist,
R⁶, R⁷, R⁸, R6′, R7′ und R8′ gleich oder verschieden sind und geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeuten,
für Cycloalkyl oder Cycloalkenyl mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen steht, das gegebenenfalls durch Hyxdroxy substituiert ist,
für Carboxy, Alkoxycarbonyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen oder für eine Gruppe der Formel -SiR⁶R⁷R⁸, -SnR6′R7′R8′ oder R⁹-CO steht,
worin
R⁶, R6′, R⁷, R7′, R⁸ und R8′ die oben angegebene Bedeutung haben
und
R⁹ Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, die gegebenenfalls bis zu 3fach durch Phenyl oder durch die Gruppe der Formel -NH-CO-OR⁵ substituiert sind,
worin
R⁵ die oben angegebene Bedeutung hat,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Carbamate der allgemeinen Formel (II)
in welcher
R¹ und R² die oben angegebene Bedeutung haben
und
R¹⁰ und R¹¹ gleich oder verschieden sind und entweder für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen stehen oder
gemeinsam mit dem Stickstoffatom für einen Rest der Formel
steht,
worin
R¹², R¹³, R¹⁴, R¹⁵, R¹⁶ und R¹⁷ gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen, Aryl mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Cycloalkyl mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen stehen oder jeweils R¹² und R¹³, R¹⁴ und R¹⁵ und/oder R¹⁶ und R¹⁷ gemeinsam einen 3- bis 6gliedrigen Carbocyclus bilden,
in inerten Lösemitteln mit selektiven Basen, in Anwesenheit eines chelatbildenden, gegebenenfalls chiralen Diamins (im folgenden mit X bezeichnet), zu Verbindungen der allgemeinen Formel (III)
in welcher
R¹, R², R¹⁰ und R¹¹ die oben angegebene Bedeutung haben,
quantitativ deprotoniert, was im Fall eines chiralen Diamins wie (-)-Spartein enantioselektiv erfolgt,
und dann in inerten Lösemitteln, entweder mit achiralen Elektrophilen der allgemeinen Formeln (IV) und (V) oder mit gegebenenfalls prochiralen Elektrophilen der Formel (VI)
in welchen
G die oben angegebene Bedeutung von E hat und mit dieser gleich oder verschieden ist, aber nicht für Wasserstoff oder Carboxy steht,
Y für Halogen steht,
R¹⁸ und R18′ gleich oder verschieden sind und die oben angegebenen Bedeutungen von R⁹ haben oder
R¹⁸ und R18′ gemeinsam einen Cyclobutyl-, Cyclopentyl- oder Cyclohexylring bilden oder entweder R¹⁸ oder R18′ für eine nukleofuge Abgangsgruppe steht,
substituiert,
und im Fall, daß R¹ für eine typische Abgangsgruppe steht, gegebenenfalls unter Ausbildung eines Acylanions und erneuter Deprotonierung nochmals elektrophil substituiert,
und in einem letzten Schritt, gegebenenfalls in Anwesenheit von Hilfsstoffen, die Schutzgruppe -CO-NR¹⁰R¹¹ solvolytisch abspaltet.
In den vorstehenden Substituentendefinitionen stehen R¹⁰ und R¹¹ vorzugsweise für Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere für Isopropyl oder gemeinsam mit dem Stickstoffatom für den Rest der Formel
Als bevorzugte chirale Diamine des Substituenten X seien genannt: Tetramethylethylendiamin (TMEDA) und (-)-Spartein.
Halogen steht vorzugsweise für Fluor, Chlor, Brom, insbesondere für Chlor.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch folgendes Formelschema beispielhaft erläutert werden:
Überraschenderweise liefert das erfindungsgemäße Verfahren die gewünschten Verbindungen der allgemeinen Formel (I) in guten Ausbeuten.
Das Verfahren zeichnet sich durch mehrere Vorteile aus: Im Gegensatz zum Stand der Technik können die Carbamidsäureester als Schutzgruppen leicht eingeführt und abgespaltet werden. Außerdem sind stöchiometrische Mengen an Basen, vorzugsweise sec.-Butyllithium für die Deprotonierung ausreichend.
Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren sowohl eine Steuerung der Diastereoselektivität durch die Wahl von achiralen oder prochiralen elektrophilen Substituenten als auch die Beeinflussung der asymmetrischen Induktion bei prochiralen Carbamaten in Gegenwart von chiralen komplexbildenden Diaminen.
Durch Einsatz von enantiomerenreinen Diaminverbindungen wie beispielsweise (-)-Spartein, erfolgt die Deprotonierung der Verbindungen der Formel (II) enantioselektiv und in sehr guten Ausbeuten zu den entsprechenden chiralen, bevorzugt zu den (S)-Lithiumverbindungen der Formel (III), die durch weitere Umsetzung, beispielsweise mit Chlortrimethylstannan oder Kohlendioxid zu den entsprechenden Carbonsäurederivaten, bevorzugt in der R- Konfiguration überführt werden können.
Die enantioselektive Deprotonierung soll durch folgendes Formelschema beispielhaft erläutert werden:
Die nach dem erfindungsgemäßen hergestellten Verbindungen sind durch die Formel (I) allgemein definiert.
Wenn R¹ im Rahmen der oben angegebenen Definition für eine typische Abgangsgruppe steht, dann bevorzugt für eine bei Substitutionsreaktionen übliche Gruppe aus der Reihe: Chlor, Brom, Jod, Tosylat, Mesylat oder dem Rest -OSO₂CF₃.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden bevorzugt Verbindungen der allgemeinen Formel (I),
in welcher
R¹ für Wasserstoff oder für die Gruppe
steht,
für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 8 Kohlenstoffatomen steht, die gegebenenfalls durch Alkoxy mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen, Phenyl oder durch die Gruppe -NR³R⁴ substituiert sind,
worin
R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und
Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen oder Benzyl bedeuten,
R² für Wasserstoff steht oder
R¹ und R² gemeinsam den Cyclopentylring bilden
und
E für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen steht, die gegebenenfalls gleich oder verschieden 3fach durch Hydroxy, Phenyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl oder durch eine Gruppe der Formel -NR³R⁴, -NH-CO-OR⁵, -SiR⁶R⁷R⁸ oder -SnR6′R7′R8′ substituiert sind,
worin
R³ und R⁴ die oben angegebene Bedeutung haben,
R⁵ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, das gegebenenfalls durch Phenyl substituiert ist,
R⁶, R6′, R⁷, R7′, R⁸ und R8′ gleich oder verschieden sind und geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeuten,
für Cyclobutyl oder Cyclohexyl steht, die gegebenenfalls durch Hydroxy substituiert sind,
für Carboxy, Methoxycarbonyl oder für eine Gruppe der Formel -SiR⁶R⁷R⁸, -Sn6′R7′R8′ oder R⁹-CO- steht,
worin
R⁶, R6′, R⁷, R7′, R⁸ und R8′ die oben angegebene Bedeutung haben
und
R⁹ Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, die gegebenenfalls bis zu 3fach durch Phenyl oder durch die Gruppe der Formel -NH-CO-OR⁵ substituiert sind,
worin
R⁵ die oben angegebene Bedeutung hat,
hergestellt.
Besonders bevorzugt werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Verbindungen der allgemeinen Formel (I) hergestellt,
in welcher
R¹ für Wasserstoff oder Alkyl mit 1-4 C-Atomen steht,
R² für Wasserstoff steht,
E für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 4 Kohlenstoffatomen steht, die gegebenenfalls gleich oder verschieden bis zu 3fach durch Hydroxy, Phenyl, Cyclobutyl, Cyclohexyl oder durch eine Gruppe der Formel -NR³R⁴, -NHCO-OR⁵, -SiR⁶R⁷R⁸ oder -SnR6′R7′R8′ substituiert sind,
worin
R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen oder Benzyl bedeuten,
R⁵ Methyl oder Ethyl bedeuten, die gegebenenfalls durch Phenyl substituiert sind,
R⁶, R6′, R⁷, R7′, R⁸ und R8′ für Methyl stehen,
für Cyclobutyl oder Cyclohexyl steht, die gegebenenfalls durch Hydroxy substituiert sind,
für Carboxy, Methoxycarbonyl oder für eine Gruppe der Formel -SiR⁶R⁷R⁸, -SnR6′R7′R8′ oder R⁹-CO- steht,
worin R⁶, R6′, R⁷, R7′, R⁸ und R8′ die oben angegebene Bedeutung haben
und
R⁹ Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, die gegebenenfalls bis zu 3fach durch Phenyl oder durch die Gruppe der Formel -NH-CO-OR⁵ substituiert sind,
worin
R⁵ die oben angegebene Bedeutung hat.
Als Lösemittel für die Deprotonierung eignen sich bevorzugt inerte organische Lösemittel wie Kohlenwasserstoffe wie Hexan, Pentan, Ligroin oder Toluol, und Ether, beispielsweise Tetrahydrofuran, Diethylether, Dioxan, Dimethoxyethan, Diglyme, Triglyme oder tert.-Butylmethylether. Besonders bevorzugt sind Tetrahydrofuran und Diethylether.
Die Deprotonierung erfolgt in einem Temperaturbereich von -100°C bis Raumtemperatur, vorzugsweise bei ca. -78°C bis 0°C.
Die Deprotonierung kann sowohl bei Normaldruck als auch bei erhöhtem oder erniedrigtem Druck (z. B. 0,5 bis 2 bar), vorzugsweise bei Normaldruck, durchgeführt werden.
Als selektive Basen eignen sich Alkyllithiumverbindungen mit bis zu 6 C-Atomen in der Alkylgruppe, vorzugsweise n-Butyllithium oder sec.-Butyllithium.
Die Base wird in einer Menge von 0,5 bis 5 mol, vorzugsweise in stöchiometrischen Mengen, eingesetzt.
Die elektrophile Substitution erfolgt ebenfalls in den oben aufgeführten Lösemitteln, bevorzugt in Tetrahydrofuran bei Normaldruck.
Die elektrophile Substitution wird in einem Temperaturbereich von ca. -100°C bis +40°C, vorzugsweise im Bereich von -78°C bis Raumtemperatur, durchgeführt.
Die Abspaltung der Schutzgruppen (Carbamidsäureester) erfolgt nach üblicher Methode durch sequentielle Behandlung mit Säuren und Basen bevorzugt in Methanol.
Als Säuren eignen sich starke anorganische Säuren und organische Sulfon- oder Carbonsäuren wie beispielsweise Methansulfonsäure, Ethansulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure, Essigsäure oder Propionsäure.
Als Basen eignen sich Alkali- und Erdalkalihydroxide wie beispielsweise Natrium-, Kalium- oder Bariumhydroxid. Bevorzugt ist Bariumhydroxid.
Die Säuren und Basen werden in einer Menge von 0,01 bis 10 mol, vorzugsweise 1 mol, eingesetzt.
Die Abspaltung der Carbamatschutzgruppen erfolgt bei Normaldruck in einem Temperaturbereich von 0°C bis +130°C, vorzugsweise von +20°C bis 100°C.
Die enantioselektive Deprotonierung verläuft unter den Bedingungen (Lösemittel, Temperatur, Druck), die für die Deprotonierung oben aufgeführt wurden.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel (II) sind an sich bekannt oder können beispielsweise hergestellt werden, indem man Amine der allgemeinen Formel
mit Verbindungen der allgemeinen Formel
Z-CO-O-CHR¹R²
in welchen
R¹, R², R¹⁰ und R¹¹ die oben angegebene Bedeutung haben
und
Z für Chlor steht,
in inerten Lösemitteln umsetzt.
Beispielhaft sei die Herstellung der Ausgangsverbindungen der Formel (II) im folgenden beschrieben:
Zu einer Lösung von 4,73 g (50,0 mmol) Chlorameisensäureethylester in 50 ml Methylenchlorid werden bei Raumtemperatur 16,9 g 3,3-Dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[4,5]decan zugegeben. Nach 15stündigem Nachrühren wird die Reaktionsmischung auf 2 N Salzsäure gegeben, die wäßrige Phase zweimal ausgeethert und dann mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung neutralisiert. Man erhält die Verbindung Methyl-3,3-dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[4,5]decan- 4-carboxylat der Formel
Sdp. 125°C/8 Torr.
Schmp.: 32-33°C (a. d. Schmelze).
Rf=0,63 (Ether/n-Pentan = 1 : 1).
IR (KBr): 1700 cm-1 (C=0).
In analoger Weise wird die Verbindung Ethyl-3,3-dimethyl- 1-oxa-4-azaspiro[4,5]decan-4-carboxylat
erhalten (Ausbeute: 77% d. Th.).
Sdp. 165°C/8 Torr.
Schmp.: 42°C (a. d. Schmelze).
Rf=0,62 (Ether/n-Pentan = 1 : 1).
IR (KBr): 1690 cm-1 (C=0).
Durch Umsetzung von 3,3-Dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[4,5]decan mit Trichlormethylchloroformiat erhält man das entsprechende Carbonylchlorid der Formel
welches zu einer Suspension von Natriumhydrid (80%iges Paraffinöl) in wasserfreiem Ether und Isopropanol injiziert wird und ca. 4 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wird. Man erhält 1-Methylethyl-3,3-dimethyl-1-oxa-4- azaspiro[4,5]decan-4-carboxylat der Formel
Ausbeute: 90% d. Th.
In analoger Weise wurde N-(benzyloxycarbonyl)-(S)-phenylalaninal der Formel
erhalten.
Allgemeine Arbeitsvorschrift I zur Metallisierung der Carbamate und Umsetzung des Anions mit Chlortrimethylsilan
1,0 Äquivalente Carbamat und 1,1 Äquivalente TMEDA werden in wasserfreiem Ether (3 ml/mmol) gelöst und bei -78°C mit 1,1 Äquivalenten einer ca. 1,2 N Lösung Base (z. B. sec.-BuLi) in Cyclohexan/Isopentan versetzt. Zur vollständigen Lithiierung wurde die Reaktionsmischung 1 -5 h nachgerührt, dann 1,1 Äquivalente Chlortrimethylsilan injiziert und eine weitere Stunde bei -78°C nachgerührt. Zur Aufarbeitung gibt man die Reaktionsmischung auf 2 N Salzsäure und Ether (je 10 ml/mmol), trennt die Phasen, extrahiert die wäßrige Phase noch zweimal mit Ether, entsäuert mit ges. Natriumhydrogencarbonat-Lösung, trocknet über Magnesiumsulfat und zieht das Solvens im Vakkum ab. Die Reinigung des Rohprodukts erfolgt flüssigkeitschromatographisch an Kieselgel mit Ether/Pentan- Gemischen.
Allgemeine Arbeitsvorschrift II Metallierung mit n-BuLi
227 mg (1,0 mmol) Methyl-3,3-dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[4,5]decan- 4-carboxylat werden mit 1,1 ml n-BuLi (ca. 1,6 N in n-Hexan) und nach 5 h mit 138 mg (1,1 mmol) Chlortrimethylsilan versetzt. Nach Aufarbeitung analog der allgemeinen Arbeitsvorschrift I erhält man 60 mg (20% der Theorie) der Verbindung Trimethylsilylmethyl- 3,3-dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[4,5]decan-4-carboxylat der Formel
neben 160 mg (70% der Theorie) der Verbindung Methyl- 3,3-dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[4,5]decan-4-carboxylat der Formel
Analog dieser Arbeitsvorschrift II wurde die Verbindung 1-Trimethylsilylethyl-3,3-dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[5,5]decan- 4-carboxylat der Formel
erhalten.
Allgemeine Arbeitsvorschrift III
1,0 Äquivalente Carbamat und 1,1 Äquivalente TMEDA werden in wasserfreiem Ether (3 ml/mmol) gelöst und bei -78°C mit 1,1 Äquivalente einer ca. 1,2-N-Lösung von sec.-BuLi in Cyclohexan/Isopentan versetzt. Zur vollständigen Lithiierung wird die Reaktionsmischung 1-5 h nachgerührt, dann 1,1 Äquivalente des Elektrophils injiziert und 3-15 h bei -78°C nachgerührt. Zur Aufarbeitung gibt man die Reaktionsmischung auf 2 N Salzsäure und Ether (je 10 ml/mmol) trennt die Phasen, extrahiert die wäßrige Phase noch zweimal mit Ether, entsäuert mit gesättigter Natriumhydrogencarbonat-Lösung, trocknet über Magnesiumsulfat und zieht das Solvens im Vakuum ab. Die Reinigung des Rohprodukts erfolgt flüssigkeitschromatographisch an Kieselgel mit Ether/Pentan-Gemischen.
Nach dem Verfahren der Arbeitsvorschrift III wurden folgende Verbindungen hergestellt:
(2-Hydroxy-3-methylen-4-methylpentyl)-3,3-dimethyl-1- oxa-4-azaspiro[4,5]decan-4-carboxylat
(2-Hydroxy-3-cyclohexylethyl)-3,3-dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[4,5]deca-n- 4-carboxylat
3-Butenyl-3,3-dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[4,5]decan-4- carboxylat
(2-Hydroxy-1,2-dimethylpropyl)-3,3-dimethyl-1-oxa-4- azaspiro[4,5]decan-4-carboxylat
(2-Hydroxy-3-methylen-1,4-dimethylpentyl)-3,3-dimethyl- 1-oxa-4-azaspiro[4,5]decan-4-carboxylat
(3S)-[3-(N-Benzyloxycarbonylamino)-2-oxo-4-phenylbutyl]- N,N-diisopropylcarbamidat
[(3S)-3-(N-Benzyloxycarbonylamino)-2-oxo-4-phenylbutyl]- 3,3-dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[4,5]decan-4-carboxylat
(R)-(-)-2-[(3,3-Dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[4,5]dec-4-yl- carbonyl)oxy]propansäure
(S)-(+)-2-(Trimethylstannyl)ethyl-3,3-dimethyl-1-oxa-2- azaspiro[4,5]decan-carboxylat
(R)-(-)-2-[(3,3-Dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[4,5]dec-4-yl- carbonyl)oxy]propansäure aus der Verbindung aus Beispiel 24
(R)-(-)-Methyl-2-[(3,3-dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[4,5]dec- 4-yl-carbonyl)oxy]propanoat
Die folgenden Ausführungsbeispiele stehen beispielhaft für die Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren:
Ausführungsbeispiele Beispiel 1 (1-Hydroxycyclohexyl)methyl-N,N-diisopropylcarbamidat
Zu 318 mg (2 mmol) Methyl-N,N-diisopropylcarbamidat und 355 mg TMEDA in 6 ml THF gibt man 2,2 mmol sec.-BuLi bei einer Innentemperatur von -70°C bis -78°C. Nach 45 min versetzt man die Reaktionsmischung mit 98 mg (1 mmol) Cyclohexanon (alle 15 min ca. 25 mg). Nach 4 h ist die Reaktion beendet, und der Ansatz wird in der Kälte mit 10 ml 2 N Salzsäure und 15 ml Ether versetzt, auf Raumtemperatur erwärmt und die Phasen getrennt. Die wäßrige Phase wurde zweimal ausgeethert und die vereinigten organischen Phasen mit gesättigter NaHCO₃-Lösung entsäuert. Nach der Trocknung über Magnesiumsulfat wird das Lösemittel im Vakuum abgezogen, und man erhält nach der chromatographischen Reinigung an Kieselgel mit Ether/ Petrolether (1 : 2) 190 mg (74% der Theorie) der Titelverbindung als farblose Kristalle.
Rf=0,26 (Ether/Petrolether = 1 : 1, Kieselgel).
Schmp.: 79°C (n-Pentan).
Beispiel 2 (1-Hydroxycyclobutyl)methyl-N,N-diisopropylcarbamidat
11,148 g (70 mmol) Methyl-N,N-diisopropylcatbamidat und 12,424 g (105 mmol) TMEDA in 200 ml THF wurden bei -78°C mit 70 mmol sec.-BuLi lithiiert. Nach 1 h gibt man 2,453 g (35 mmol) Cyclobutanon portionsweise (alle 30 min ca. 500 mg) hinzu. Nach 3 h ist die Reaktion beendet (DC- Kontrolle), und die Reaktionsmischung wird in der Kälte mit 100 ml Ether und 120 ml 2 H Salzsäure versetzt. Nach dem Erwärmen auf Raumtemperatur trennt man die Phasen und ethert die wäßrige Phase dreimal mit je 50 ml Ether aus. Die vereinigten organischen Phasen werden anschließend mit 50 ml gesättigter NaHCO₃-Lösung entsäuert und über Magnesiumsulfat getrocknet. Nachdem das Solvens im Vakuum abgezogen ist, erhält man eine Rohausbeute von 12,197 g, dessen chromatographische Reinigung an Kieselgel mit Ether/Petrolether (1 : 1) 3,721 g (46,4% der Theorie) der Titelverbindung als farblose Flüssigkeit ergibt.
Rf=0,24 (Ether/Petrolether = 1 : 1, Kieselgel).
IR (Film): 3430 (OH) und 1670 cm-1 (OCON).
C₁₂H₂₃NO₃ (229,32):
Ber.: C 62,85, H 10,11;
gef.: C 62,86, H 10,24.
Beispiel 3 rac-(2-Hydroxy-3-methylbutyl)-N,N-diisopropylcarbamidat
478 mg (3 mmol) Methyl-N,N-diisopropylcarbamidat werden mit 392 mg (3,3 mmol) TMEDA in 4 ml THF bei -78°C mit 3,3 mmol sec.-BuLi lithiiert. Nach 1 h versetzt man die Reaktionsmischung mit 144 mg (2 mmol) Isobutyraldehyd und rührt 21 h lang. Danach wird die Reaktionsmischung bei -78°C mit 10 ml 2 N Salzsäure und 10 ml Ether versetzt und auf Raumtemperatur erwärmt. Man trennt die Phasen, ethert die wäßrige Phase zweimal aus und neutralisiert die vereinigten organischen Phasen mit gesättigter NaHCO₃-Lösung. Nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat zieht man das Lösemittel ab und reinigt das Rohprodukt von 500 mg chromatographisch an Kieselgel mit Ether/Petrolether (1 : 3). Man erhielt 299 mg (64,6% der Theorie) der Titelverbindung als farblose Flüssigkeit.
Rf=0,26 (Ether/Petrolether = 1 : 1, Kieselgel).
IR (Film): 3400 (OH) und 1670 cm-1 (OCON).
C₁₂H₂₅NO₃ (231,34):
Ber.: C 62,30, H 10,89;
gef.: C 62,39, H 10,89.
Beispiel 4 und Beispiel 5 (2S,3S)-3-(N-Benzyloxycarbonylamino)-2-hydroxy-4- phenylbutyl-N,N-diisopropylcarbamidat (Beispiel 4) und (2R,3S)-3-(N-Benzyloxycarbonylamino)-2-hydroxy-4- phenylbutyl-N,N-diisopropylcarbamidat (Beispiel 5)
478 mg (3 mmol) Methyl-N,N-diisopropylcarbamidat und 392 mg (3,3 mmol) TMEDA in 4 m THF werden bei -78°C mit 3 mmol sec.-BuLi versetzt. Nach 30 min gibt man 284 mg (1 mmol) der Verbindung aus 3-Cyclohexyl-1,2-ethandiol (gelöst in 1,5 ml THF) innerhalb von 25 min hinzu. Man versetzt die Reaktionsmischung nach 3 h in der Kälte mit 7 ml 2 N Salzsäure und 10 ml Ether. Die Phasen werden getrennt, die wäßrige Phase zweimal ausgeethert und die vereinigten organischen Phasen mit gesättigter NaHCO₃-Lösung entsäuert. Nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat wird das Lösemittel im Vakuum abgezogen, und man erhält 524 mg eines Rohrprodukts, dessen chromatographische Reinigung an Kieselgel Essigester/Hexan (1 : 2) 116 mg (26% der Theorie) des Diastereomeren Beispiel 18 und 126 mg (29% der Theorie) des Diastereomeres Beispiel 5 als farblose Öle ergibt.
Beispiel 4
Rf=0,55 (Essigester/Hexan = 1 : 1, Kieselgel).
[α]²⁰₃₆₅=-10,1° (c=1,1, Dichlormethan).
IR (Film): 3420 (OH), 3330 (NH), 1690 (OCON) und 1675 cm-1 (OCON).
C₂₅H₃₃H₂O₅ (441,55):
Ber.: C 68,01, H 7,53;
gef.: C 68,01, H 7,76.
Beispiel 5
Rf=0,52 (Essigester/Hexan = 1 : 1, Kieselgel).
[α]²⁰D=-23,1° (c=1,3, Dichlormethan).
IR (Film): 3420 (OH), 3330 (NH), 1690 (OCON) und 1675 cm-1 (OCON).
C₂₅H₃₃N₂O₅ (441,55):
Ber.: C 68,01, H 7,53;
gef.: C 68,09, H 7,73.
Beispiel 6 3-Cyclohexyl-1,2-ethandiol
454 mg (2,0 mmol) der Verbindung aus (2-Hydroxy-3-cyclohexylethyl)- 3,3-dimethyl-1-oxa-4-azaspiro[4,5]decan-4- carboxylat wurden in 10 ml Methanol gelöst, 1 Tropfen Methansulfonsäure zugegeben und die Reaktionsmischung 15 h unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen wird der Ansatz mit einem starken Überschuß an Bariumhydroxid versetzt und weitere 4 h unter Rückfluß gekocht. Zur Aufarbeitung gießt man das abgekühlte Reaktionsgemisch auf je 10 ml 2 N Salzsäure und Essigester, trennte die Phasen, extrahiert die wäßrige Phase zweimal mit Essigester, neutralisiert die vereinigten organischen Phasen mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung und trocknet über Magnesiumsulfat. Nach Flüssigkeitschromatographie an Kieselgel mit Essigester/Hexan = 1 : 1 erhält man 260 mg (1,8 mmol, 90% der Theorie) der Titelverbindung als farblosen Feststoff.
Schmp.: 40°C (Ether/Pentan).
Rf (0,22 (Essigester/n-Hexan = 1 : 1).
IR (KBr): 3330 cm-1 (OH).

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel (I) in welcher
R¹ für Wasserstoff oder für eine elektrofuge Abgangsgruppe steht oder
für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 10 Kohlenstoffatomen steht, die gegebenenfalls durch Alkoxy mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen, Phenyl oder durch die Gruppe -NR³R⁴ substituiert sind,
worin
R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und
Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen, Phenyl oder Benzyl bedeuten,
R² für Wasserstoff steht oder
R¹ und R² gemeinsam einen 3- bis 7gliedrigen Cycloalkylring bilden
und
E für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 8 Kohlenstoffatomen steht, die gegebenenfalls bis zu 3fach durch Hydroxy, Phenyl oder Cycloalkyl mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen substituiert sind oder durch eine Gruppe der Formel -NR³R⁴, -HN-CO-OR⁵, -SiR⁶R⁷R⁸ oder SnR6′R7′R8′ substituiert sind,
worin
R³ und R⁴ die oben angegebene Bedeutung haben
und
R⁵ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, das gegebenenfalls durch Phenyl substituiert ist,
R⁶, R⁷, R⁸, R6′, R7′ und R8′ gleich oder verschieden sind und geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeuten,
für Cycloalkyl oder Cycloalkenyl mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen steht, das gegebenenfalls durch Hyxdroxy substituiert ist,
für Carboxy, Alkoxycarbonyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen oder für eine Gruppe der Formel -SiR⁶R⁷R⁸, -SnR6′R7′R8′ oder R⁹-CO steht,
worin
R⁶, R6′, R⁷, R7′, R⁸ und R8′ die oben angegebene Bedeutung haben
und
R⁹ Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, die gegebenenfalls bis zu 3fach durch Phenyl oder durch die Gruppe der Formel -NH-CO-OR⁵ substituiert sind,
worin
R⁵ die oben angegebene Bedeutung hat,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Carbamate der allgemeinen Formel (II) in welcher
R¹ und R² die oben angegebene Bedeutung haben
und
R¹⁰ und R¹¹ gleich oder verschieden sind und entweder für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen stehen oder
gemeinsam mit dem Stickstoffatom für einen Rest der Formel steht,
worin
R¹², R¹³, R¹⁴, R¹⁵, R¹⁶ und R¹⁷ gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen, Aryl mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Cycloalkyl mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen stehen oder jeweils R¹² und R¹³, R¹⁴ und R¹⁵ und/oder R¹⁶ und R¹⁷ gemeinsam einen 3- bis 6gliedrigen Carbocyclus bilden,
in inerten Lösemitteln mit selektiven Basen, in Anwesenheit eines chelatbildenden, gegebenenfalls chiralen Diamins (im folgenden mit X bezeichnet), zu Verbindungen der allgemeinen Formel (III) in welcher
R¹, R², R¹⁰ und R¹¹ die oben angegebene Bedeutung haben,
quantitativ deprotoniert, was im Fall eines chiralen Diamins wie (-)-Sparte enantioselektiv erfolgt,
und dann in inerten Lösemitteln, entweder mit achiralen Elektrophilen der allgemeinen Formeln (IV) und (V) und (VI) oder mit gegebenenfalls prochiralen Elektrophilen der Formel (VI) in welchen
G die oben angegebene Bedeutung von E hat und mit dieser gleich oder verschieden ist, aber nicht für Wasserstoff oder Carboxy steht,
Y für Halogen steht,
R¹⁸ und R18′ gleich oder verschieden sind und die oben angegebenen Bedeutungen von R⁹ haben oder
R¹⁸ und R18′ gemeinsam einen Cyclobutyl-, Cyclopentyl- oder Cyclohexylring bilden oder entweder R¹⁸ oder R18′ für eine nukleofuge Abgangsgruppe steht,
substituiert,
und im Fall, daß R¹ für eine typische Abgangsgruppe steht, gegebenenfalls unter Ausbildung eines Acylanions und erneuter Deprotonierung nochmals elektrophil substituiert,
und in einem letzten Schritt, gegebenenfalls in Anwesenheit von Hilfsstoffen, die Schutzgruppe -CO-NR¹⁰R¹¹ solvolytisch abspaltet.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel (I) in welcher
R¹ für Wasserstoff oder für die Gruppe steht,
für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 8 Kohlenstoffatomen steht, die gegebenenfalls durch Alkoxy mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen, Phenyl oder durch die Gruppe -NR³R⁴ substituiert sind,
worin
R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und
Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen oder Benzyl bedeuten,
R² für Wasserstoff steht oder
R¹ und R² gemeinsam den Cyclopentylring bilden
und
E für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen steht, die gegebenenfalls gleich oder verschieden 3fach durch Hydroxy, Phenyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl oder durch eine Gruppe der Formel -NR³R⁴, -NH-CO-OR⁵, -SiR⁶R⁷R⁸ oder -SnR6′R7′R8′ substituiert sind,
worin
R³ und R⁴ die oben angegebene Bedeutung haben,
R⁵ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, das gegebenenfalls durch Phenyl substituiert ist,
R⁶, R6′, R⁷, R7′, R⁸ und R8′ gleich oder verschieden sind und geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeuten,
für Cyclobutyl oder Cyclohexyl steht, die gegebenenfalls durch Hydroxy substituiert sind,
für Carboxy Methoxycarbonyl oder für eine Gruppe der Formel -SiR⁶R⁷R⁸, -SnR6′R7′R8′ oder R⁹-CO- steht,
worin
R⁶, R6′, R⁷, R7′, R⁸ und R8′ die oben angegebene Bedeutung haben
und
R⁹ Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, die gegebenenfalls bis zu 3fach durch Phenyl oder durch die Gruppe der Formel -NH-CO-OR⁵ substituiert sind,
worin
R⁵ die oben angegebene Bedeutung hat.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der allgemeinen Formel (I) herstellt,
in welcher
R¹ für Wasserstoff oder Alkyl mit 1-4 C-Atomen steht,
R² für Wasserstoff steht,
E für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 4 Kohlenstoffatomen steht, die gegebenenfalls gleich oder verschieden bis zu 3fach durch Hydroxy, Phenyl, Cyclobutyl, Cyclohexyl oder durch eine Gruppe der Formel -NR³R⁴, -NHCO-OR⁵, -SiR⁶R⁷R⁸ oder -SnR6′R7′R8′ substituiert sind,
worin
R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen oder Benzyl bedeuten,
R⁵ Methyl oder Ethyl bedeuten, die gegebenenfalls durch Phenyl substituiert sind,
R⁶, R6′, R⁷, R7′, R⁸, R8′ für Methyl stehen,
für Cyclobutyl oder Cyclohexyl steht, die gegebenenfalls durch Hydroxy substitiert sind,
für Carboxy Methoxycarbonyl oder für eine Gruppe der Formel -SiR⁶R⁷R⁸, -SnR6′R7′R8′ oder R⁹-CO- steht,
worin
R⁶, R6′, R⁷, R7′, R⁸ und R8′ die oben angegebene Bedeutung haben
und
R⁹ Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, die gegebenenfalls bis zu 3fach durch Phenyl oder durch die Gruppe der Formel -NH-CO-OR⁵ substituiert sind,
worin
R⁵ die oben angegebene Bedeutung hat.
4. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Deprotonierung in einem Temperaturbereich von -100°C bis Raumtemperatur durchführt.
5. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als selektive Basen Alkyllithium- Verbindungen einsetzt.
6. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Carbamatschutzgruppen bei Temperaturen zwischen 0°C und 130°C in Gegenwart von starken organischen oder anorganischen Säuren oder von Alkali- oder Erdalkalihydroxiden durchführt.
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